Xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất cho tỉnh Quảng Ngãi.PDF

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHẠM ĐÌNH HÙNG

XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CẤP ĐỘ RỦI RO
DO SẠT LỞ ĐẤT CHO TỈNH QUẢNG NGÃI

Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình thủy
Mã số
: 60.58.02.02

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

Đà Nẵng- Năm 2019


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHĐN

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Chí Công

Phản biện 1: TS. Hoàng Ngọc Tuấn
Phản biện 2: TS. Võ Ngọc Dương

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng công trình thủy họp tại Trường Đại học
Bách khoa vào ngày 01 tháng 9 năm 2019.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm thông tin học liệu và Truyền thông Trường Đại học
Bách khoa
- Thư viện Khoa Thủy lợi – Thủy điện, Trường Đại học Bách
khoa-ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cùng với biến đổi khí hậu thời tiết ở Quảng Ngãi trong những
năm gần đây diễn biến hết sức phức tạp, theo đó các hiện tượng thiên
tai xảy ra ngày càng gia tăng như mưa lớn kéo dài, lũ quét, sạt lở đất
gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Theo thống kê Quảng Ngãi là
địa phương có nhiều điểm sạt lở đất nhất so với các tỉnh thuộc khu
vực Miền Trung. Nguyên nhân được cho là 2 nhóm chính, như khí
hậu và phi khí hậu.
Vấn đề nghiên cứu phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai gây
ra đã và đang được các Ban ngành và địa phương quan tâm trong
những năm gần đây. Đề tài này nghiêng cứu xem xét tác động của
yếu tố mưa dựa trên 2 nhóm kịch bản: Mưa thường xuyên và mưa
cực hạn để xây dựng bản đồ sạt lở đất cho tỉnh Quảng Ngãi là rất cần
thiết hiện nay.
2. Phương pháp tiếp cận
Để xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro sạt lở đất cho vùng nghiên
cứu, tác giả tiếp cận theo trình tự: xác định nguyên nhân, phân tích sự
ảnh hưởng theo các kịch bản, thiết lập cấp độ rủi ro.
3. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất cho tỉnh Quảng
Ngãi, từ đó xác định vùng có nguy cơ rủi ro cao và đề xuất giải pháp
phòng ngừa.

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
+ Đối tượng: Lượng mưa, độ dốc địa hình, hình thái địa hình,
thổ nhưỡng, sử dụng đất, khoảng cách đến đường giao thông, khoảng
cách đến dòng chảy, mật độ che phủ thực vật.
+ Phạm vi nghiên cứu: tỉnh Quảng Ngãi.


2
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp điều tra, phân tích, thống kê;
- Phương pháp phân tích thứ bậc AHP;
- Phương pháp kế thừa (phương pháp phân tích tần suất mưa
vùng- RFA);
- Phương pháp Arc GIS.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài
+ Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu này thực hiện dựa trên số liệu khảo sát thực tế kết
hợp từ dữ liệu ảnh viễn thám và sử dụng các phương pháp phân tích
hiện đại để xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất cho tỉnh
Quảng Ngãi. Đặc biệt yếu tố mưa được xem xét một cách khoa học
để đánh giá sự ảnh hưởng đến bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất cho
vùng nghiên cứu.
+ Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn rất lớn cho các cơ quan
chức năng trong công tác phòng chống thiên tai, cụ thể là sạt lở đất
cho các huyện miền núi của tỉnh Quảng Ngãi.
7. Cấu trúc luận văn
Luận văn gồm phần Mở đầu, 03 chương và phần kết luận và
kiến nghị.
Mở đầu

Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Phương pháp xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do
sạt lở đất
Chương 3: Xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất cho
tỉnh Quảng Ngãi
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo và Phụ lục


3
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu vùng nghiên cứu
1.1.1. Vị trí địa lý

Hình 1.1: Bản đồ vị trí tỉnh Quảng Ngãi
(Nguồn: GIS Quảng Ngãi)
Quảng Ngãi là tỉnh thuộc khu vực Trung Trung Bộ, có tọa độ
(14°32′ ÷ 15°25′ N, 108°06′ ÷ 109°04′E) với tổng diện tích
khoảng 5.152 km2. Phía Bắc giáp với tỉnh Quảng Nam, phía Tây
giáp với tỉnh KonTum, phía Nam giáp với tỉnh Bình Định và phía
Đông giáp với biển Đông.
1.1.2. Điều kiện tự nhiên
Địa hình của tỉnh Quảng Ngãi có xu hướng thấp dần từ Tây
sang Đông, 3/4 diện tích là vùng đồi núi và phần lớn diện tích khu
vực nghiên cứu có độ dốc từ 10 đến 25 o. Hình dáng địa hình như
vùng lòng chảo với các dãy núi: Ngọc Linh (Trà My-Quảng Nam);
Trường Sơn và Ba Tơ tạo thành hình cánh cung bao bọc xung
quanh và hướng ra biển Đông. Đây là dạng địa hình đón gió lý
tưởng, xuất hiện gió mùa, áp thấp nhiệt đới hay mưa lớn và kéo

4
dài dẫn đến sạt lở đất xảy ra. Đất của tỉnh được chia làm 9 nhóm
đất chính với 25 đơn vị đất và 68 đơn vị đất phụ,
1.1.3 Điều điểm khí hậu thủy văn
- Đặc điểm khí hậu:
Khí hậu của Quảng Ngãi mang tính nhiệt đới điển hình, nóng
ẩm và chịu ảnh hưởng của khí hậu vùng Duyên hải Nam trung bộ,
trong năm có 2 mùa rõ rệt; mùa nắng kéo dài, mùa mưa ít và thường
bắt đầu từ tháng 9 năm trước đến tháng 01 năm sau, nền nhiệt độ cao
và ít biến động, chế độ ánh sáng, lượng mưa, độ ẩm, chế độ gió
phong phú là những nhân tố ảnh hưởng lớn đến khu vực nghiên cứu.

Hình 1.4: Mạng lưới trạm đo mưa
(Nguồn: Đặc điểm khí hậu thủy văn tỉnh Quảng Ngãi)
- Đặc điểm thủy văn:
Quảng Ngãi có 3 con sông lớn là sông Trà Bồng, sông Trà
Khúc và sông Vệ, ngoài ra còn có một số sông nhỏ tập trung chủ
yếu ở phía Nam của tỉnh và các sông này đều bắt nguồn trong


5
phạm vi tỉnh và xuất phát từ sườn Đông dãy Trường Sơn.
Sông Trà Bồng có chiều dài khoảng 50 km có 5 nhánh sông
chính, bắt nguồn từ những dãy núi với độ cao trung bình khoảng
1400 m thuộc dãy núi Trường Sơn trên địa phận huyện Bắc Trà My
và Nam Trà My (tỉnh Quảng Nam), phía tây huyện Trà Bồng và Tây
Trà (tỉnh Quảng Ngãi), đổ ra biển ở cửa Sa Cần thuộc xã Bình Đông,
huyện Bình Sơn với diện tích lưu vực 809 km2.
Sông Trà Khúc có tổng chiều dài khoảng 135 km Có 9 nhánh

sông chính, bắt nguồn từ dãy núi á kinh tuyến thuộc địa phận huyện
Ba Tơ (tây nam Quảng Ngãi) chảy theo hướng Nam Bắc với độ cao
trung bình khoảng 1600 m. Sông Trà Khúc đổ ra biển ở cửa Đại (TP
Quảng Ngãi). Diện tích lưu vực khoảng 3650 km2.
Sông Vệ bắt nguồn từ rừng núi phía Tây của huyện Ba Tơ có
chiều dài khoảng 90 km có 5 nhánh, chảy theo phương á kinh tuyến,
đổ ra biển cùng với Sông Trà Khúc ở khu vực Cổ Lũy (tỉnh Quảng
Ngãi).

Hình 1.5: Bản đồ mạng lưới sông ngòi


6
1.4 . Đặc điểm kinh tế - xã hội
- Diện tích Quảng Ngãi đến năm 2016: 5.152,49 km2.
- Về dân số đến năm 2016: 1.254,184 triệu người.
- Về kinh tế xã hội: Tồng sản phẩm trên địa bàn (GRDP) ước
đạt 51.224,8 tỷ đồng (giá so sánh 2010), tăng 9,6% so với năm 2017.
GRDP bình quân đầu người (giá hiện hành) đạt 57,8 triệu
đồng/người, tương đương 2.514 USD/người.
1.5. Tổng quan các nghiên cứu trước đây về sạt lở đất và
ảnh hưởng đến xã hội
Sạt lở đất là hiện tượng dịch chuyển khối đất, đá xuống sườn
dốc dưới ảnh hưởng của trọng lực 24. Từ những năm 1970, có rất
nhiều nghiên cứu lý giải hiện tượng này. Theo Paola Reichenbach
(2018) đã chia 23 yếu tố ảnh hưởng đến sạt lở đất theo 5 nhóm chính
bao gồm: địa chất, thủy văn, lớp phủ, hình thái địa hình và nhóm yếu
tố khác. Tuy nhiên, các yếu tố này ảnh hưởng sẽ là khác nhau tùy
thuộc vào sự phân bố không gian và thời gian của sự kiện sạt lở 6],
7; 20; 22; 24. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng yếu tố mưa (thời đoạn

và cường độ mưa) là nguyên nhân chính gây ra sạt lở đất cho vùng
núi 20], [24.
1.5.1. Tình hình sạt lở đất trên thế giới và ảnh hướng tới
kinh tế xã hội
Hiện tượng sạt lở đất ở nhiều nước trên thế giới rất phức tạp
và khó lường. Sạt lở đất đã làm hàng chục người chất và mất tích gây
thiệt hại hàng ngàn tỷ đồng, làm kèm hảm đến sự phát triển của đất
nước, theo đó công tác khắc phục tái thiết sau lở đất tốn rất nhiều
thời gian và công sức. Cụ thể:
Ngày 8-2-2016: Lũ lụt gây ra tình trạng lở đất ở tỉnh Tây
Sumatatra của Indonesia, làm 5 người thiệt mạng, 2 người mất tích
và hơn 4.000 người phải sơ tán.


7
Ngày 1-7-2016: Một vụ lở đất do mưa bão xảy ra tại một
ngôi làng ở quận Đại Phương, thành phố Tất Tiết, tỉnh Quý Châu,
miền Tây Nam Trung Quốc, chôn vùi 29 người.

VTV.vn 7/2019 Sạt lở đất tại tỉnh Quý Châu, Tây Nam Trung Quốc
đã gia tăng với 13 người được xác định là thiệt mạng và hiện vẫn còn
32 người mất tích.
Nguyên nhân lở đất có liên quan tới độ dốc lớn về địa hình của
khu vực miền núi đi liền với diễn biến mưa lớn kéo dài và sự suy
giảm độ che phủ rừng - thảm thực vật. Đặc biệt là các tác động của
con người, trong đó trọng tâm là chặt phá rừng và xây dựng các hồ
chứa, đập thủy điện…
Giải pháp phòng ngừa: Ngoài các giải công trình và phi công
trình các nước xây dựng hệ thống quan trắc tự động để cảnh báo như
Thụy Điển, Mỹ. Còn Nhật Bản có sử dụng hệ thống quan trắc từ máy

bay và vệ tinh, giúp thống kê các điểm cảnh báo, kết nối với vệ tinh
và gửi về trung tâm.
1.5.2 Tình hình sạt lở đất ở Việt Nam và ảnh hướng đến
kinh tế xã hội


8
Việt Nam là quốc gia chịu ảnh hưởng rất lớn của biến đổi khí
hậu trong thời gian đến, trong đó lượng mưa được dự báo sẽ có sự
thay đổi rất lớn và theo xu hướng cực đoan hơn27. Theo thống kê
của Tổng cục Phòng chống thiên tại, từ năm 2010 đến 2017 đã xảy ra
260 trận lũ quét, sạt lở đất ảnh hưởng tới các vùng dân cư, làm chết và
mất tích 910 người, gây thiệt hại hàng nghìn ha lúa và hoa màu, nhiều
công trình giao thông, thủy lợi, dân sinh kinh tế bị hư hỏng nặng nề,
tổng thiệt hại về kinh tế ước tính hàng chục nghìn tỉ đồng... Các tỉnh
thường xuyên xảy ra lũ quét, sạt lở đất là: Lào Cai, Hà Giang, Lai
Châu, Sơn La, Cao Bằng, Bắc Cạn, Yên Bái, Nghệ An, Hà Tĩnh,
Quảng Nam, Kon Tum, Gia Lai, Đăk Lăk, Lâm Đồng...........
Nguyên nhân: Theo báo cáo của các địa phương sạt, trượt lở đất ở
Việt Nam, chủ yếu là do các hiện tượng thời tiết bất thường, trong đó
chính là mưa lớn kéo dài xảy ra ngày càng nhiều cùng với khu vực có
địa hình phân cắt mạnh, đất bị bão hòa nước, giảm độ ổn định sườn
dốc; rừng tự nhiên, rừng phòng hộ còn rất ít khiến lớp phủ thực vật
mỏng. Các hoạt động nhân sinh như phá rừng, khai khoáng, xây dựng
các công trình giao thông, nhà cửa….
Giải pháp phòng ngừa:
Khoanh vùng thường xảy ra sạt lở để cảnh báo kịp thời để người
dân vùng chịu ảnh hưởng biết, có biện pháp phòng tránh, giảm nhẹ thiệt
hại. Đồng thời, tiếp tục nghiên cứu ứng dụng khoa học công nghệ ứng
phó với thiên tai, nhất là trong lĩnh vực quan trắc, giám sát, đánh giá,

cảnh báo sớm nguy cơ lũ quét, sạt lở đất…
Về lâu dài, hỗ trợ cho các địa phương hoàn thành sớm kế hoạch
di dời, tái định cư để ổn định đời sống nhân dân vùng thường xuyên
xảy ra thiên tai và vùng có nguy cơ cao xảy ra lũ quét, sạt lở đất.
Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm đối với các khu vực có nguy
cơ xảy ra lũ quét, sạt lở đất cao.


9

Hiện trường một vụ sạt lở tại km74 + 400 trên Quốc lộ 279D, đoạn
xã Tạ Bú, huyện Mường La, tỉnh Sơn La 2017. Ảnh: TTXVN
1.6. Tình hình sạt lở đất trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi

Hình 1.6: Bản đồ thống kê các điểm sạt lở đất từ năm 2010 đến 2018
Theo báo cáo thống kê của Chi cục Thủy lợi tỉnh Quảng Ngãi kết
hợp với khảo sát thực địa và sử dụng hình ảnh từ vệ tinh viễn thám
trong thời đoạn từ năm 2010 đến năm 2018. Trên địa bàn Tỉnh có
531 điểm sạt lở đất. Hầu hết các điểm sạt lở phân bố ở 6 huyện miền
núi thường xảy ra vào tháng 9 đến tháng 12 hàng năm.


10
Nguyên nhân chủ yếu là mưa lớn kéo dài kết hợp với địa hình dốc đã
làm sạt lở hàng trăm nghìn m3 đất đá, qua thống kê của tỉnh Quảng Ngãi
thì từ năm 2010-2018 sạt lở đất làm hàng trăm người chết và bị thương,
vùi lấp hư hại hàng công trình ước thiệt hại lên đến 4567 tỷ đồng.

Sơn Tây- Km 169

Sơn Tây- TĐC Nước Vương

Sơn Tây- Km 170

Sơn Tây-Đường Trường Sơn Km164

Ba Tơ-Thôn CaLa 1
Trà Giang Trà Bồng
Hình 1.7: Một số điểm sạt lở điển hình từ điều tra thựctế
(Nguồn: do chính tác giả thực hiện).


11
Tóm lại, luận văn này sẽ sử dụng phương pháp phân cấp
(Analytical Hierarchy Process -AHP) để xây dựng bản đồ phân bố
mức độ rủi ro do sạt lở đất. Phương pháp này chú trọng đến việc điều
tra và nhận định trọng số các yếu tố gây ra sạt lở để xây dựng bản đồ
nguy cơ sạt lở đất 15], [16. Trong đó yếu tố mưa được xem xét
theo 2 nhóm kịch bản (thường xuyên xảy ra và cực hạn) dựa trên
phương pháp phân tích tần suất mưa vùng (Regional Frequency
Analysis - RFA) 9], [10], [19], [21.
CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CẤP ĐỘ RỦI RO
DO SẠT LỞ ĐẤT
2.1. Nhận dạng nguyên nhân chính gây sạt lở
Theo nghiên cứu của Reichenbach và cộng sự (2018), đã chia
23 nguyên nhân ảnh hưởng đến sạt lở đất thành 5 nhóm khác nhau.
Tuy nhiên, những nghiên cứu này, đánh giá này mang tính toàn cầu,
rất khó chính xác cho một khu vực nhỏ nhất định như đối với tỉnh
Quảng Ngãi. Lân cận Quảng Ngãi, [17] đã đưa ra các nguyên nhân

sạt lở cho tỉnh Quảng Nam và Quảng Ngãi Trong đó, nhấn mạnh các
yếu tố ảnh hưởng như: Độ dốc, khoảng cách đến đường giao thông,
lượng mưa, khoảng cách đến các dòng chảy, bề mặt đất và địa chất.
Cụ thể là các nghiên cứu của Phạm Văn Hùng và Nguyễn Văn Dũng
(2013) [17].
Các yếu tố như: lượng mưa, độ dốc, hình thái địa hình, thổ nhưỡng,
sử dụng đất, khoảng cách đến đường, khoảng cách đến dòng chảy và
mật độ che phủ sẽ được dùng để đánh giá sạt lở đất cho khu vực và
được đánh giá theo sơ đồ như hình 2.1.


12
PHƯƠNG PHÁP LUẬN

ĐI THỰC
ĐỊA

THỐNG KÊ SẠT LỞ

KHÔNG GIAN

THỜI GIAN

GIS

ĐỘ DỐC
HƯỚNG DỐC

LƯỢNG MƯA
THỔ NHƯỠNG

SỬ DỤNG ĐẤT
K/C ĐẾN ĐƯỜNG
K/C ĐẾN SUỐI

KẾT QUẢ
Hình 2.1: Sơ đồ tổng quan nhận dạng nguyên nhân sạt lở
2.2. Phương pháp xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở
đất
2.2.1. Phương pháp AHP
Phương pháp này cho phép kết hợp thông tin từ các nhân tố và
mức độ tác động của các nhân tố đó đến quá trình sạt lở đất, được
dụng phổ biến trong việc đánh giá trọng số của các nhân tố ảnh


13
hưởng đến trượt lở đất trong nhiều nghiên cứu. AHP xác định sự
đóng góp trọng số của các nguyên nhân sạt lở đất sẽ được xác định
bằng ma trận so sánh theo cặp. Dựa trên các nghiên cứu được thực
hiện bởi Saaty [25], các tiêu chí sẽ được so sánh trong phạm vi từ 1
đến 9. Trọng số lớn nhất trong mô hình AHP đại diện cho một tiêu
chí có tác động đáng kể nhất trong việc xác định mục tiêu của cả quá
trình tính toán. Các trọng số được tính toán từ ma trận tương quan.
Ngoài ra, tỷ lệ nhất quán (CR) và Chỉ số nhất quán (CI) sẽ được tính
toán để ước tính tính nhất quán của quá trình xác định trọng số dựa
theo AHP [25]. Giá trị CR< 0,1. Chỉ số CI và CR.
2.2.2. Phương pháp RFA
Phương pháp phân tích tần suất vùng (RFA-Regional
Frequency Analysis) đã được áp dụng rộng rãi trong những năm gần
đây, tiêu biểu như 8, 9, 10, 11, 12, 21.
Bản chất của phương pháp vùng là nhóm tất cả các giá trị

thống kê của các trạm đo mưa trong vùng sau khi các giá trị thống kê
của mỗi trạm được chia cho “chỉ số mưa vùng” (index rainfall), sau
đó tiến hành phân tích tần suất vùng với mục đích làm lớn kích thước
mẫu thống kê, từ đó tăng độ tin cậy của đường cong suy luận vùng.
Trong phân tích tần suất mưa vùng có 2 bước cơ bản là (i) phân chia
vùng đồng nhất và (ii) phân tích tần suất vùng sau khi được phân
chia.
2.2.2.1. Phương pháp phân chia vùng đồng nhất dữ liệu mưa
ngày.
a. Phương pháp phân cụm không thứ bậc (K-Means)
b. Phương pháp phân cụm thứ bậc (Ward)
2.2.2.2. Phương pháp kiểm tra tính đồng nhất mẫu dữ liệu
2.2.2.3. Phương pháp phân tích tần suất mưa vùng
a. Lựa chọn phân phối thống kê


14
b. Phương pháp chỉ số mưa vùng
c. Thuật toán Bayesian Markov chain Monte Carlo
2.3. Giới thiệu phần mềm xây dựng bản đồ rủi ro về sạt lở
đất (SAGA)
SAGA (System for Automated Geoscientific Analyses) là hệ
thống phân tích địa lý tự động nguồn mở (GIS). Kể từ lần phát hành
đầu tiên vào năm 2004, SAGA đã nhanh chóng được phát triển từ
một công cụ chuyên dụng để phân tích địa hình kỹ thuật số đến một
nền tảng GIS toàn diện và được thành lập trên toàn cầu cho phân tích
khoa học và mô hình hóa [5]. SAGA được mã hóa trong C++ trong
một thiết kế hướng đối tượng và chạy theo một số hệ điều hành bao
gồm Windows và Linux.

Hình 2.2: Giao diện làm việc của SAGA
Vào năm 2013, Saga được phát triển và tích hợp vào phần mềm
QGIS, QGIS là một phần mềm GIS nguồn mở và miễn phí cho người
dùng, do đó Saga được phổ biến đến người dùng nhiều hơn. Trong
nghiên cứu này tác giả sử dụng Saga đã được tích hợp trên QGIS
V3.4 để phân tích dữ liệu và xây dựng bản đồ rủi ro do sạt lở đất. Phụ


15
luc 1 cho thấy các công trình nghiên cứu có sử dụng SAGA trong
phân tích sạt lở đất trên thế giới.
Tóm lại xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất tác giả
thu thập thông kê, phân tích đánh giá nhận định các nguyên nhất
chính gây sạt lở trên cơ sở nghiêng cứu các đề tài đã được công nhận
trên tạp chí khoa khọc từ đó lựa các phương pháp tính toán như
phương pháp phân tích trọng số AHP, phương pháp phân tích mưa
vùng cuối cùng sử dụng phần mềm SAGA kết hợp với công cụ
ArcGis để đưa ra kết quả.
CHƯƠNG 3
XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CẤP ĐỘ RỦI RO DO SẠT LỞ ĐẤT
CHO TỈNH QUẢNG NGÃI
3.1. Đánh giá nguyên nhân gây sạt lở đất
Từ cơ sở dữ liệu thu thập thực địa của 20 điểm sạt lở trong
năm 2017 và 2018. Các thông tin như tọa độ và thời điểm sạt lở (giờ/
ngày/ tháng/ năm) được xác định chính xác và sử dụng phương pháp
truy vấn thông tin của sự kiện mưa đã xảy ra cho từng điểm sạt lở
như sau:Từ vị trí sạt lở xác định trạm đo mưa gần nhất;Từ thông tin
về thời gian xảy ra sạt lở truy vấn dữ liệu mưa giờ của trạm đo mưa
trước và sau thời điểm sạt lở; Xác định được tổng lượng mưa và thời
đoạn mưa

Bảng 3.1: Thông tin địa điểm sạt lở và mưa
Huyện
Tây Trà
Trà Bồng
Ba Tơ

Số điểm
sạt lở khảo sát
01
03
01

Trạm
đo mưa
Trà My
Ba Tơ
Ba Tơ

Thời đoạn
(ngày)
7
3
3

Tổng lượng
(mm)
662
915
750

16
Huyện
Sơn Tây
Sơn Tây
Ba Tơ
Ba Tơ
Ba Tơ

Số điểm
sạt lở khảo sát
02
05
02
03
03

Trạm
đo mưa
Sơn Tây
Sơn Tây
Ba Tơ
Ba Tơ
Ba Tơ

Thời đoạn
(ngày)
5
3
3

5
3

Tổng lượng
(mm)
202
147
915
506
546

Trong nghiên cứu này, tác giả chọn thời đoạn mưa 3 ngày để
xây dựng bản đồ mưa cho vùng nghiên cứu.
Dựa vào số liệu thống kê của 20 điểm sạt lở trong khu vực
nghiên cứu tiến hành phân tích thông kê bằng phần mềm Arc GIS
10.4.1 của ESRI cho kết quả biểu đồ như sau:

Hinh 3.1: Kết quả phân tích yếu tố độ dốc


17

Hình 3.2: Kết quả phân tích yếu tố hướng dốc địa hình

Hình 3.3: Kết quả phân tích yếu tố khoảng cách đến đường

Hình 3.4: Kết quả phân tích yếu tố khoảng cách đến dòng chảy


18

Hình 3.5: Kết quả phân tích yếu tố sử dụng đất

Hình 3.6: Kết quả phân tích yếu tố thổ nhưỡng
3.2. Cơ sở dữ liệu
a. Độ dốc: Thực tế là độ dốc địa hình là một trong những biến
số quan trọng nhất trong các nguyên nhân gây lở đất. Độ dốc địa hình
trong khu vực nghiên cứu được tạo ra từ SRTM DEM (30x30 m)
bằng ArcGIS 10.4.1 và dao động từ 10 đến 70 độ với các bước 10 độ.


19
b. Hướng dốc: Hướng dốc địa hình có mối tương quan chặt
chẽ với độ che phủ đất, tính chất cơ lý và độ ẩm của đất và ảnh
hưởng trực tiếp đến sự khởi đầu sạt lở đất (Khan et al, 2019). Hướng
dốc cho nghiên cứu cũng được tạo ra từ DEM thu thập được.
c. Thổ nhưỡng: Do sự khác biệt về cường độ cắt và độ dẫn
thủy lực, các loại đất phản ứng khác nhau cùng với lượng mưa. Do
đó một tác nhân quan trọng gây ra lở đất là liên quan đến từng loại
đất. Dữ liệu phân bố đất khu vực nghiên cứu được cung cấp bởi cơ
quan quản lý địa phương và được xử lý trong ESRI ArcGIS.
d. Sử dụng đất: Bao gồm các thông số ảnh hưởng chính về độ
ổn định của dốc. Nghiên cứu đã sử dụng bản đồ sử dụng đất vào năm
2010 để điều tra độ dốc không ổn định cho tỉnh.
e. Chỉ số thực vật: Bản đồ chỉ số thực vật NDVI, được tạo từ
hình ảnh Landsat 8.
f. Khoảng cách đến đường: Sự phát triển của mạng lưới công
trình giao thông có thể dẫn đến việc hiện tượng trượt dốc và giảm độ
ổn định của dốc và cuối cùng là sạt lở.
g. Khoảng cách đến dòng chảy, sông suối: Sự đóng góp của

các phân bố không gian của các sông và suối trong lở đất được đánh
giá trong môi trường GIS sử dụng dữ liệu từ chính quyền địa phương.
h. Điểm sạt lở: Tổng cộng 531 điểm sạt lở được sử dụng để
phân tích, xây dựng bản đồ cũng như kiểm chứng kết quả (hình 3.8).
Trong đó sử dụng 20 điểm để phân tích xây dựng bản đồ và 511 điểm
còn lại được sử dụng để kiểm chứng.
k. Lượng mưa: Trên thực tế, mưa là yếu tố quyết định có hay
không có sạt lở đối với vùng nghiên cứu. Khác với các nghiên cứu
trước đây, bản đồ phân bố mưa dựa trên lượng mưa bình quân nhiều
năm của mỗi trạm đo. Nghiên cứu này xem xét tác động của yếu tố
mưa dựa trên 2 nhóm kịch bản: (i) nhóm kịch bản mưa thường


20
xuyên; (ii) nhóm kịch bản mưa cực hạn. Kết quả : Hình 3.15 và 3.16
thể hiện bản đồ mưa cho nhóm kịch bản mưa cực hạn ứng với 2 tần
suất p=1% (thời gian lặp lại 100 năm) và p= 2% (thời gian lặp lại 50
năm).Tương tự, hình 3.17 và hình 3.18 thể hiện kết quả bản đồ mưa
thuộc nhóm kịch bản mưa thường xuyên xảy ra, ứng với 2 tần suất
p=25% (thời gian lặp lại 4 năm) và p=50% (thời gian lặp lại 2 năm).
3.3. Xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất
Trong nghiên cứu này tác giả sử dụng phần mềm SAGA phiên
bản V2.3.2 để phân tích và xây dựng bản đồ rủi ro do sạt lở đất của
tỉnh Quảng Ngãi. Từ đề xuất 2 nhóm kịch bản mưa và mỗi kịch bản
có 2 loại tần suất mưa nên cần xây dựng tổng cộng 4 bản đồ cấp độ
rủi ro do sạt lở đất tương ứng với P1; P2; P25 và P50.
3.3.1. Đánh giá trọng số của các nguyên nhân gây sạt lở
Có 8 nguyên nhân tác động đến sạt lở đất của vùng nghiên cứu,
việc xác định trọng số đóng góp của các nguyên nhân là rất quan trọng
và ảnh hưởng đến kết quả xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro sạt lở đất cho

vùng nghiên cứu. Tác giả sử dụng phương pháp phân tích AHP trong
phần mềm SAGA để xác định trọng số cho từng nguyên nhân. Xác
định sự đóng góp trọng số của các nguyên nhân sạt lở đất và được xác
định bằng ma trận so sánh theo cặp như bảng 3.3. Các nguyên nhân
gây sạt lở được so sánh trong phạm vi từ 1 điểm đến 9 điểm.
Trọng số lớn nhất trong mô hình AHP đại diện cho một
nguyên nhân có tác động đáng kể nhất trong việc xác định mục tiêu
của cả quá trình tính toán.
Kết quả tính toán chỉ số CR = 0,06758 cho thấy tỷ lệ nhất quán
trong phân tích AHP là rất phù hợp. Trọng số của các nguyên nhân
gây sạt lở được xác định như cột bên phải bảng 3.3 cho thấy rằng độ
dốc và lượng mưa là hai yếu tố tác động lớn nhất đến hiện tượng
trượt lở đất cho vùng nghiên cứu.


21
Bảng 3.3: Ma trận so sánh cặp các nguyên nhân gây sạt lỡ cho
vùng nghiên cứu.
Bảng 3.4 trình bày chi tiết điểm đánh giá nội bộ của từng
nguyên nhân. Với mỗi nguyên nhân tiết tục được đánh giá mức độ
quan trọng theo điểm số từ 1 đến 9 tùy theo phạm vi ảnh hưởng của
nguyên nhân đó đến sạt lở đất.
3.3.2. Kết quả xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất
Bản đồ cấp độ rủi ro do sạt lở đất cho vùng nghiên cứu được
thực hiện theo các bước: (i) xây dựng bản đồ rủi ro từ SAGA, (ii) xác
định cấp độ rủi ro theo 5 mức cấp độ (Rất cao / cao / trung bình / thấp
/ rất thấp), (iii) sử dụng công cụ Arcgis xây dựng bản đồ cấp độ rủi ro
do sạt lở đất theo 5 mức như ở bước 2.
Hình 3.19; 3.20; 3.21 và 3.22 trình bày kết quả bản đồ rủi ro
cho 4 kịch bản mưa P1, P2, P25 và P50 thể hiện phổ màu trên bản đồ

thay đổi từ màu xanh đậm (rủi ro thấp) đến màu đỏ (rủi ro cao).
Từ bốn bản đồ kết quả phân tích từ mô hình SAGA cho thấy
mức độ phù hợp cao về mật độ và số lượng điểm kiểm chứng tập
trung nhiều ở các vùng có nguy cơ sạt lở cao. Cụ thể tập trung ở các
huyện miền núi: Ba Tơ, Minh Long, Sơn Hà, Sơn Tây, Trà Bồng,
Tây Trà.
Hình 3.23 đến hình 3.26 trình bày biểu đồ thống kê phân bố
nguy cơ sạt lở đất theo 4 kịch bản mưa P1, P2, P25 và P50. Dựa vào
4 biểu đồ thống kê này tiến hành phân chia các cấp rủi ro như sau:0 –
3: Rất thấp;3 – 4: Thấp;4 – 5: Trung bình;5 – 6: Cao;> 6 : Rất cao
Kết quả cuối cùng thu nhận được là bản đồ cấp độ rủi ro do sạt
lở đất được thể hiện từ hình 3.27 đến hình 3.30.
Bảng 3.31 cho thấy xu thế khi tăng lượng mưa theo kịch bản
P1 và P2 thì số lượng điểm sạt lở thuộc mức cấp độ cao và rất cao sẽ
tăng lên rất đáng kể. Trên thực tế khi so sánh với mật độ phân bố của


22
531 điểm sạt lở đã nghi nhận từ năm 2010 đến năm 2018 hoàn toàn
phù hợp (xem hình 3.27 đến hình 3.30).
Bảng 3.5: Thống kê các điểm sạt lở nằm trong các mức cấp độ rủi ro
sạt lở đất.
Mức cấp độ
P1
P2
P25
P50
Rất thấp
0
0

2
17
Thấp
22
37
99
105
Trung bình
115
131
129
148
Cao
141
130
138
142
Rất cao
80
51
176
141
Tổng
451
451
451
451
Hình 3.31 thể hiện thống kê tổng diện tích đất thuộc 5 cấp đội rủi ro
ứng với 4 kịch bản mưa P1, P2, P25 và P50. Kết quả cho thấy độ nhạy
của lượng mưa thời đoạn 3 ngày so với tổng diện tích đất thuộc cấp độ

rủi ro (cao và rất cao). Có thể thấy trên hình 3.27, khi tăng lượng mưa
tương ứng với tần suất từ 50% lên 1% thì tổng diện tích đất thuộc cấp
độ rủi ro rất cao tăng lên gần 10 lần (50 km2 lên đến gần 500 km2,
trong hình 3.31) và tổng diện tích đất thuộc cấp độ rủi ro cao tăng lên
2,5 lần (từ 400 km2 lên đến 1.000 km2 trong hình 3.31).

Hình 3.31: So sánh tổng diện tích ảnh hưởng ứng với 5 nhóm cấp độ
rủi ro cho 4 kịch bản mưa.


23
3.4. Đề xuất giải pháp phòng ngừa
3.4.1. Đối với hệ thống giao thông
Giải pháp phòng ngừa ưu tiên số một là phòng ngừa sạt lở
đất cho các tuyến đường giao thông nhằm tránh tình trạng giao thông
chia cắt và cô lập giữa các huyện, xã trong mùa mưa lũ gây khó khăn
và chậm trể trong công tác phòng chống thiên tai. Hình 3.32 cho thấy
nếu kịch bản thiên tai mưa lớn đạt tần suất 1% kéo dài trong 3 ngày
thì toàn bộ hệ thống giao thông ở các huyện miền núi có nguy cơ cao
sạt lở gây ra.Tác giả đề xuất giải pháp như sau:
- Giải pháp công trình: Xây dựng hệ thống hỗ trợ cảnh báo như
barie tại các cung, đoạn đường có nguy cơ sạt lở cao; gia cố mái taluy
dương và âm.
-Giải pháp phi công trình: Nghiên cứu lắp đặt thiết bị đo mưa
và cảm biến sạt lở để cảnh báo cho các phương tiện tham gia giao
thông và cơ quan quản lý chức năng.
a)
b)

Hình 3.32. Đối sánh bản đồ mạng lưới giao thông (a) với bản đồ cấp

độ rủi ro sạt lở đất ứng với tần suất mưa 1% thời đoạn 3 ngày (b).
3.4.2. Đối với công tác quy hoạch và xây dựng hạ tầng.
Trong quy hoạch và thiết kế khu dân cư, cần chú ý các vùng,
điểm có nguy cơ sạt lở cao và rất cao. Đặc biệt gần các tuyến đường,